Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.)
Доповідь присвячено дослідженню шляхів взаємодії мікроорганізмів та рослин з металами (іммобілізація і мобілізація) на прикладі Купруму та можливості росту мікроорганізмів в умовах надвисоких концентрацій (до 1 моль/л) токсикантів. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено ефектив...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Вісник НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2024 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/201762 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) / О.А. Гаврилюк // Вісник Національної академії наук України. — 2024. — № 2. — С. 94-101. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-201762 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Гаврилюк, О.А. 2025-01-30T11:25:44Z 2025-01-30T11:25:44Z 2024 Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) / О.А. Гаврилюк // Вісник Національної академії наук України. — 2024. — № 2. — С. 94-101. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1027-3239 DOI: doi.org/10.15407/visn2024.02.094 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/201762 Доповідь присвячено дослідженню шляхів взаємодії мікроорганізмів та рослин з металами (іммобілізація і мобілізація) на прикладі Купруму та можливості росту мікроорганізмів в умовах надвисоких концентрацій (до 1 моль/л) токсикантів. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено ефективність застосування фітобактеріальних угруповань (мікроорганізмів та рослин) для біоремедіації екосистем. Currently, the most powerful source of metal pollution is the hostilities taking place on the territory of Ukraine as a result of Russia’s full-scale invasion. Rocket, artillery and mortar attacks, as well as the activity of military equipment and aviation led to the accumulation of heavy metals in the soil and the degradation of agrocenoses. The development of effective methods of metals removal from polluted ecosystems is an urgent task of science and industry. The report deals with study of the concept of thermodynamic prognosis of the interaction of microorganisms and plants with metal compounds, microbial immobilization and mobilization of metals on the example of copper, accumulation of metals by phytoremediant plants and their anaerobic degradation with energy carriers production. The approach is based on the thermodynamic prognosis to substantiate the optimal pathway of microorganisms and plants interaction with metals. Thermodynamic prognosis was used to determine the conditions and products of the interaction of microorganisms and plants with metal compounds. According to the thermodynamic prognosis the types of interaction of microorganisms with metals (on the example of copper) were clarified. Microorganisms were able to accumulate Cu2+ in microbial cells as a result of replacing the macroelement Mg2+ (stereochemical analogy of metals and macroelements), precipitate copper compounds without changing their valence state, and reduce Cu2+ to the insoluble oxide of monovalent copper Cu2O↓. The postulates of the thermodynamic prognosis were experimentally confirmed in laboratory conditions. Bacteria resistant to soluble Cu(II) compounds were isolated at the Department of Biology of Extremophilic Microorganisms of the D.K. Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of the National Academy of Sciences of Ukraine. They were not only resistant to metals, but also interacted with them — accumulated in cells and reduced to insoluble and non-toxic oxide Cu2O↓. Pseudomonas lactis UKR1 copper-resistant strain was studied. Strain was able to immobilize and mobilize copper compounds under the regulation of microbial metabolism. According to the thermodynamic prognosis, the most effective immobilization of metals should occur through reduction under conditions of significant difference between the donor (microorganisms) and acceptor (metal-oxidizer) systems. As a result, the most effective reduction of metals should be carried out by low-potential strict anaerobic microorganisms. This assumption was experimentally confirmed on the example of methanogenic microbial community. It was shown that the methanogenic microbial community completely (with 100% efficiency) immobilized copper during the anaerobic degradation of invasive plants biomass (water lettuce). The high efficiency of microbial degradation of phytoremediant plant biomass (grasses, tobacco, wormwood, nettle, ragweed, and goldenrod) with biogas synthesis has already been demonstrated at the Department of Biology of Extremophilic Microorganisms. Thus, the availability of development of combined environmental biotechnologies of bioremediation and phytoremediation of polluted ecosystems with simultaneous production of energy carriers — hydrogen and methane was theoretically substantiated and experimentally confirmed. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Вісник НАН України Молоді вчені Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) Application of phytobacterial communities for bioremediation of ecosystems (According to the materials of report at the meeting of the Presidium of the NAS of Ukraine, December 27, 2023) Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) |
| spellingShingle |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) Гаврилюк, О.А. Молоді вчені |
| title_short |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) |
| title_full |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) |
| title_fullStr |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) |
| title_full_unstemmed |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) |
| title_sort |
застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні президії нан україни 27 грудня 2023 р.) |
| author |
Гаврилюк, О.А. |
| author_facet |
Гаврилюк, О.А. |
| topic |
Молоді вчені |
| topic_facet |
Молоді вчені |
| publishDate |
2024 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Вісник НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Application of phytobacterial communities for bioremediation of ecosystems (According to the materials of report at the meeting of the Presidium of the NAS of Ukraine, December 27, 2023) |
| description |
Доповідь присвячено дослідженню шляхів взаємодії мікроорганізмів та
рослин з металами (іммобілізація і мобілізація) на прикладі Купруму та
можливості росту мікроорганізмів в умовах надвисоких концентрацій (до
1 моль/л) токсикантів. Теоретично обґрунтовано та експериментально
підтверджено ефективність застосування фітобактеріальних угруповань (мікроорганізмів та рослин) для біоремедіації екосистем.
Currently, the most powerful source of metal pollution is the hostilities taking place on the territory of Ukraine as a result
of Russia’s full-scale invasion. Rocket, artillery and mortar attacks, as well as the activity of military equipment and
aviation led to the accumulation of heavy metals in the soil and the degradation of agrocenoses. The development of effective
methods of metals removal from polluted ecosystems is an urgent task of science and industry. The report deals
with study of the concept of thermodynamic prognosis of the interaction of microorganisms and plants with metal compounds,
microbial immobilization and mobilization of metals on the example of copper, accumulation of metals by phytoremediant
plants and their anaerobic degradation with energy carriers production. The approach is based on the thermodynamic
prognosis to substantiate the optimal pathway of microorganisms and plants interaction with metals. Thermodynamic
prognosis was used to determine the conditions and products of the interaction of microorganisms and plants
with metal compounds. According to the thermodynamic prognosis the types of interaction of microorganisms with
metals (on the example of copper) were clarified. Microorganisms were able to accumulate Cu2+ in microbial cells as a
result of replacing the macroelement Mg2+ (stereochemical analogy of metals and macroelements), precipitate copper
compounds without changing their valence state, and reduce Cu2+ to the insoluble oxide of monovalent copper Cu2O↓.
The postulates of the thermodynamic prognosis were experimentally confirmed in laboratory conditions. Bacteria resistant
to soluble Cu(II) compounds were isolated at the Department of Biology of Extremophilic Microorganisms of the
D.K. Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of the National Academy of Sciences of Ukraine. They were not
only resistant to metals, but also interacted with them — accumulated in cells and reduced to insoluble and non-toxic
oxide Cu2O↓. Pseudomonas lactis UKR1 copper-resistant strain was studied. Strain was able to immobilize and mobilize
copper compounds under the regulation of microbial metabolism. According to the thermodynamic prognosis, the most
effective immobilization of metals should occur through reduction under conditions of significant difference between the
donor (microorganisms) and acceptor (metal-oxidizer) systems. As a result, the most effective reduction of metals should
be carried out by low-potential strict anaerobic microorganisms. This assumption was experimentally confirmed on the
example of methanogenic microbial community. It was shown that the methanogenic microbial community completely
(with 100% efficiency) immobilized copper during the anaerobic degradation of invasive plants biomass (water lettuce).
The high efficiency of microbial degradation of phytoremediant plant biomass (grasses, tobacco, wormwood, nettle, ragweed,
and goldenrod) with biogas synthesis has already been demonstrated at the Department of Biology of Extremophilic
Microorganisms. Thus, the availability of development of combined environmental biotechnologies of bioremediation
and phytoremediation of polluted ecosystems with simultaneous production of energy carriers — hydrogen and
methane was theoretically substantiated and experimentally confirmed.
|
| issn |
1027-3239 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/201762 |
| citation_txt |
Застосування фітобактеріальних угруповань для біоремедіації екосистем (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 грудня 2023 р.) / О.А. Гаврилюк // Вісник Національної академії наук України. — 2024. — № 2. — С. 94-101. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT gavrilûkoa zastosuvannâfítobakteríalʹnihugrupovanʹdlâbíoremedíacííekosistemzamateríalaminaukovogopovídomlennânazasídanníprezidíínanukraíni27grudnâ2023r AT gavrilûkoa applicationofphytobacterialcommunitiesforbioremediationofecosystemsaccordingtothematerialsofreportatthemeetingofthepresidiumofthenasofukrainedecember272023 |
| first_indexed |
2025-12-07T20:49:20Z |
| last_indexed |
2025-12-07T20:49:20Z |
| _version_ |
1850884027972583424 |